MỞ ĐẦU Nước ta đang trên đà phát triển, các khu công nghiệp, khu chế xuất đã góp phần giúp nền kinh kế tăng trưởng đáng kể, thúc đẩy sản xuất công nghiệp, thu hút vốn đầu tư của nước ngoài, góp phần hình thành các khu đô thị sầm uất nhưng cũng chính quá trình phát triển này lại có tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Vấn đề ô nhiễm môi trường hiện đang là vấn đề không chỉ riêng của một quốc gia nào mà nó là vấn đề chung của toàn nhân loại. Môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Môi trường nước ở Việt Nam đang xuống cấp cục bộ.
Tình trạng báo động ở nước ta hiện nay là nước thải ở hầu hết các cơ sở sản xuất chỉ được xử lý sơ bộ, thậm chí chưa được xử lý đã thải ra môi trường. Trong nước thải đó chứa rất nhiều các chất độc hại như: chất hữu cơ và các ion kim loại nặng như: Cu, Ni, Pb, Cd, Fe, Zn… Hậu quả là môi trường nước kể cả nước mặt và nước ngầm ở nhiều nơi đang bị ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng. Vì vậy ngoài việc nâng cao ý thức người dân, xiết chặt việc quản lý môi trường thì việc tìm ra các biện pháp xử lý nhằm loại bỏ các thành phần độc hại ra khỏi môi trường có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Có rất nhiều cách khác nhau để loại bỏ kim loại nặng ra khỏi nước như trao đổi ion, thẩm thẩu ngược, lọc nano, kết tủa hoặc hấp phụ.
Trong đó hấp phụ là một trong những phương pháp có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác vì vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong phú, dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiện với môi trường, đặc biệt không làm nguồn nước ô nhiễm thêm. Graphite oxide (GO) là dạng oxi hóa graphite tạo ra các nhóm chức có chứa oxi, trong đó có 4 nhóm chức chủ yếu là: hydroxyl, epoxide đính ở trên bề mặt, và carboxyl, carbonyl đính ở mép của các đơn lớp, nhưng GO vẫn giữ nguyên dạng cấu trúc lớp ban đầu của graphite. Nó thường hay được sử dụng làm tiền chất cho chế tạo graphene và làm chất độn cho các sản phẩm vật liệu tổ hợp. Gần đây, GO được sử dụng làm chất hấp phụ.
Thực tế, xử lý các ion kim loại nặng trong môi trường nước bằng các vật liệu dựa trên nền cacbon như cacbon ống nano (CNT), graphene hoặc than hoạt tính thu hút được sự quan tâm rất lớn từ cộng đồng khoa học. Tuy nhiên, chế tạo graphene, CNT hoặc các vật liệu nền cacbon sử dụng các vật liệu nguồn ban 1 đầu giá thành thấp, hiệu quả kinh tế cao còn rất nhiều thách thức, chưa có nhiều kết quả nghiên cứu về lĩnh vực này. Trên cở sở phân tích trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano graphite oxide bằng phương pháp điện phân plasma và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ As(III), Cd(II) trong môi trường nước”. Việc thực hiện đề tài sẽ giúp đáp ứng các yêu cầu về kinh tế, xã hội và mục tiêu phát triển khoa học công nghệ hướng tới các công nghệ bền vững, tận dụng được các phế phẩm của quá trình sản xuất.
Trong đề tài này chúng tôi tập chung nghiên cứu các nội dung sau: - Chế tạo các vật liệu graphite oxide bằng phương pháp điện phân plasma. - Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu chế tạo được bằng các phương pháp phân tích hiện đại như hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (TEM), nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán xạ Raman và hiển vi điện tử quét (SEM).